在JavaScript中，异步编程的方法一直在改变，目前为止，共有6种异步编程方法，学习并掌握这些方法并不容易，本文通过一个形象的例子，讲解了异步编程的发展历史和 6 种异步编程方法，实践出真知。
在很久以前（大概2015年以前），说起异步还只有 callback，ES2015带来了 Promise 和 Generator，ES2017带来了更先进的async/await，今年发布的ES2022更是带来了顶级await，也就是不需要在async函数中，可以直接使用await了。
作为前端人员，遇到的复杂的异步场景实并不太多，对于请求和事件来说，大部分场景都太简单，思来想去也就只有动画了，本文将用不同方式实现下面的动画，红色方块每次向右移动 100 像素，完整的 demo 在 这里 。
异步是一个关于现在和将来的问题，即现在执行的代码和将来执行的代码，举个例子来说一下异步是如何复杂和反人类：
var a = 1;
var b = 1;
function foo() {
a = b + 3;
console.log(a);
}
function bar() {
b = a * 2;
}
ajax("url1", foo);
ajax("url2", bar);
上面的代码如果是同步的，那么打印 a 的地方就是确定的；但如果是异步的，a 的值就有两种可能（依赖于哪个请求先回来），这还是只是最简单的 case，你可以思考下，自己写程序时有没有考虑过这种问题。
JavaScript 中的异步编程共有6种方法，大部分同学应该不了解全部，其中事件监听和观察者有些类似，下面我们将分别介绍：
回调函数
callback 曾经是我们最熟悉的方式，上面提到的动画的例子，用 callback 实现代码如下：
moveTo(100, 0, function () {
moveTo(200, 0, function () {
moveTo(300, 0, function () {
moveTo(400, 0, function () {
// 无限不循环
});
});
});
});
快看，这就是传说中的回调地狱吗？是，也不是。。。
有同学可能会问 moveTo 函数是如何实现的？答案如下：
function moveTo(x = 0, y = 0, cb = function () {}) {
move(".box").x(x).y(y).end(cb);
}
下面来列举回调的 N 大罪状
违反直觉，并不是说缩进，缩进其实可以通过拆分函数来解决，而是对人友好的顺序执行，现在要跳来跳去。
错误追踪，异步让try catch直接跪了，为了能够捕获到异步的错误，有两种方案，分离回调和 first error。
jquery 的 ajax 就是典型的分离回调，示例代码如下：
function success(data) {
console.log(data);
}
function error(err) {
console.error(err);
}
$.ajax({}, success, error);
Node.js 最开始的异步接口，采用的是 first error，第一个参数是 error 对象，代码示例如下：
function callback(err, data) {
if (err) {
// 出错
return;
}
// 成功
console.log(data);
}
async("url", callback);
下面来看下模拟同步问题，node 的 io 相关的 api 都是异步的，我只是想要 python 那种同步的个脚本，并不容易，下面来看一个例子。
一段很容易理解的同步代码：
for (let i = 0; i < arr.length; ++i) {
arr[i] = sync(arr[i]);
}
然而如果是异步的话要这么写，主要next函数的实现：
(function next(i, len, callback) {
if (i < len) {
async(arr[i], function (value) {
arr[i] = value;
next(i + 1, len, callback);
});
} else {
callback();
}
})(0, arr.length, function () {
// All array items have processed.
});
关于回调地狱，并发执行和信任问题，我建议你阅读《你不知道的JavaScript.中卷》，其中有非常深入的介绍。
观察者
观察者模式需要一个 pub 和 sub 函数，或者其他类似工具，一定有同学说，这不还是回调吗？请看清楚，回调是因为观察者模式，而不是异步。
其实回调的问题，观察者模式并没有解决。
sub("1", function () {
moveTo(100, 0, function () {
pub("2");
});
});
sub("2", function () {
moveTo(200, 0, function () {
pub("3");
});
});
sub("3", function () {
moveTo(300, 0, function () {
pub("4");
});
});
// 无限不循环
pub 和 sub 函数的是怎么实现的呢？最简单的实现如下：
let eventMap = {};
function pub(msg, ...rest) {
eventMap[msg] &&
eventMap[msg].forEach((cb) => {
cb(...rest);
});
}
function sub(msg, cb) {
eventMap[msg] = eventMap[msg] || [];
eventMap[msg].push(cb);
}
Promise
下面是 Promise 实现上面的例子：
moveTo(100, 0)
.then(function () {
return moveTo(200, 0);
})
.then(function () {
return moveTo(300, 0);
})
.then(function () {
return moveTo(400, 0);
})
.then(function () {
// 无限不循环
});
再来看一下，moveTo 函数有何不同，看出来没？
function moveTo(x = 0, y = 0) {
return new Promise(function (resolve, reject) {
move(".box").x(x).y(y).end(resolve);
});
}
初次接触 Promise，可能会觉得这不就是回调吗？请再次注意，这里的回调不是为了异步，而是 Promise 协议。
Promise 其实是一种控制反转，举个例子，就是原来我们要给异步函数传入一个回调函数，现在变成了异步函数返回一个 Promise 对象，堪称神来之笔，而 Promise 就是实现这种反转的工具，Promise 是一个双方约定的契约（规范）。
其实 Promise 还有很多优点，要知道 Promise 是后面新技术的基础，堪称一切异步方案的粘合剂，没有 Promise，可能就不会有 Generator，那么为什么说是可能呢？请看 Generator 一节。
Promise 解决了回调的一些问题，但并没有全部解决，比如 Promise 有很好的错误追踪，避免了回调地狱，对并发执行很友好，因为 Promise 只决议一次，就很好的解决了信任问题。
但 Promise 对违反直觉并不友好，回调变成了长长的 Promise 链。
看一下模拟同步的代码，貌似成功解决了：
var chain = Promise.resolve();
for (let i = 0; i < arr.length; ++i) {
chain = chain.then(() => async(arr[i]).then((x) => (arr[i] = x)));
}
Generator
Generator 是一个革命性特性，ES2015(ES6)中引入，让原本必须一次执行完毕函数，现在可以在中间暂停，并在下次继续执行，这就让 js 可以模拟协程的概念。
其实关于 Generator 我开始是拒绝的，这东西本来不是为异步而生，是为了产生持续生成的数据，和迭代器是天生一对，而把他用在异步上优点类似那 float 做布局（float 本来只是为了实现文字环绕的效果)，有点绕，不是很好理解。
动画的例子用 generator 实现如下，就好像是同步的一样：
function* gen() {
yield moveTo(100, 0);
yield moveTo(200, 0);
yield moveTo(300, 0);
yield moveTo(400, 0);
// 无限不循环
}
run(gen);
moveTo 函数如下：
function moveTo(x = 0, y = 0) {
return new Promise(function (resolve, reject) {
move(".box").x(x).y(y).end(resolve);
});
}
看吧，多么简洁，简直完美，但我发誓当你看到 run 函数后你就疯了。
function run(fn) {
let gen = fn();
function next(data) {
var res = gen.next(data);
if (res.done) return res.value;
res.value.then(function (data) {
next(data);
});
}
next();
}
生成器要实现异步，必须得有启动函数，也就是 run，好在社区有封装好的 run 函数，比如 co 这个库。
生成器能很好的解决 Promise 不能解决的问题，如违反直觉，繁琐的代码，但也有其自身的问题，比如不太好理解，蹩脚，需要启动器。
Promise 那一节，我说如果没有 Promise 就可能没有 Generator，而不是必须呢？因为 Generator 实现异步除了基于 Promise，还可以基于 thunk 函数，感兴趣的你自行查阅吧，祝好。
async/await
那么有没有一种完美方案呢？还真有啊，ES2017(ES8)给我们带来了异步函数，这家伙简直就是自带启动器的生成器函数，好吧他就是给予 Generator 的。
动画的例子用异步函数来实现：
async function run() {
await moveTo(100, 0);
await moveTo(200, 0);
await moveTo(300, 0);
await moveTo(400, 0);
// 无限不循环
}
run();
moveTo 函数如下：
async function moveTo(x = 0, y = 0) {
await new Promise(function (resolve, reject) {
move(".box").x(x).y(y).end(resolve);
});
}
完美同步般的代码，自带启动器，世界终于重归美好，终极异步方案，还学什么 generator 啊。
本文介绍了 JavaScript 中异步编程的全部方法，希望帮助你，更好的理解异步编程，并选择正确的方法